农业机械化对粮食高质量生产影响与环节异质性

徐志刚 郑姗 刘馨月

摘 要：粮食生产高质量发展关乎国运民生，减少要素投入、提升生产率是粮食生产高质量发展的重要内容，机械化在这一过程中发挥着重要作用。从粮食生产分环节视角，基于对机械化要素替代效应和技术效应的分析，检视分环节机械化对粮食生产要素减量和全要素生产率提升的影响。研究发现：（1）机械作业不仅能减少劳动投入，而且对其他要素投入也有影响。机械播种会增加种子投入费用，机械施肥有助于化肥减量。（2）机械化有助于提高全要素生产率但环节异质性明显。机械播种对全要素生产率影响不显著，技术存在提升空间;机械施肥明显有助于提升全要素生产率，值得推广;机械收获对全要素生产率影响不显著。通过加深对粮食生产不同环节机械作业的要素减量和全要素生产率提升效应的认识，对进一步改进各环节机械技术，强化要素匹配，提高全要素生产率，加快推进粮食生产高质量发展具有一定启示。

关键词：农业机械化;粮食高质量生产;环节异质性;替代效应;技术效应

一、引言

党的十九大报告指出，我国经济已经由追求高速增长阶段向高质量发展阶段转变，农业作为国民经济的基础，也步入了新旧动能转换的全面推进期，开始遵循高质量发展路径（钟钰，2018）。农业高质量发展要求由追求数量规模向追求高质量转变，由粗放经营向集约规模发展转变，通过减少生产要素投入数量、以技术进步作为增长动力，实现以更少的投入获得更高的产出，减少资源消耗与环境污染，进而达到推动全要素生产率提升的目的。农业高质量发展是现代农业的本质（黄祖辉，2021），同时也是乡村振兴的重要内容。在劳动力成本逐渐攀升的背景下，减少劳动投入、寻求高效持久的替代品成为稳定农业高质生产的重要手段，同时中央1号文件多次提到要加快推进农药化肥减量、全面提升全要素生产率，这为发展高质量农业提供了重要的政策指导和实现路径。高质量发展目标的实现要依托于现代农业要素的高效率投入。快速发展的农业机械化作为我国工业化和城镇化的产物，是我国粮食生产中贡献率逐步提升的重要投入要素（吕雍琪等，2021）。那么农业机械化作为农业技术进步的具体表征，其发展与利用对粮食高质量生产发挥了怎样的作用？

中国农村劳动力的大量外流造成了农业劳动力数量的减少和结构的变化，诱发了对农业机械的需求。在政策支持下我国农业机械化水平快速发展，1990年全国农作物耕种收综合机械化率仅为32.3%，2019年这一比率已经超过70%（彭超和张琛，2020）。农业生产机械化可以替代劳动使得生产轻简化，提高作业效率，对劳动的减量效应在學界已经初步达成共识。但从栽培技术来看，农业机械通过改变栽培技术可能影响种子和化肥等非劳动要素的投入和生产率，比如机械作业对土壤质量的改善可能提高化肥利用率，减少化肥施用量。此外，机械化作为技术进步的载体，也会推动技术效率进步和实现规模效应进而提高全要素生产率，但由于各生产环节机械作用条件或技术复杂程度存在差异，不同环节机械化对全要素生产率的影响可能不尽相同。然而现有研究较少从粮食生产分环节机械化的视角，考察机械化对要素投入的减量效应及对全要素生产率的影响。全面评价农业机械化的影响，有必要对这一问题进行系统分析。

本文利用课题组2018年8月在黑龙江、河南、四川和浙江4省开展的“粮食规模化生产情况”调查得到的地块层面数据，从环节异质性角度分析农业机械化对粮食生产要素投入和全要素生产率的影响。本文的边际贡献在于两个方面，一是，有别于其他研究只关注机械化的要素替代效应或只关注对全要素生产率的影响，本文将机械化的替代效应和技术效应放在同一分析框架中，更系统揭示机械化在粮食高质量生产中的作用。二是，农业生产环节异质性强，不同于现有文献只考虑单一生产环节，指标衡量单一化，本文分环节、多指标衡量机械化水平并检验机械化的要素替代效应和技术效应及环节异质性。研究不仅对关于机械化对粮食生产影响的文献作了有益补充，其针对中国现阶段机械化要素替代效应和技术效应环节异质性的认识可为未来粮食生产机械研发和技术创新方向选择提供参考依据。

二、文献综述与分析框架

理论上，粮食生产机械化对粮食生产质量的影响存在两个效应：替代效应与技术效应。替代效应本质上是资本对劳动等要素的替代，会促进生产要素重新配置;技术效应不仅源于机械作为栽培等技术进步的重要载体，会促进技术进步，而且源于机械作业的高标准化程度和高作业质量，能提升生产技术效率（如图1所示）。

目前学界对农业机械化要素减量效应的研究主要集中于探讨其对劳动的替代，认为机械对劳动具有明显的替代效应（王欧等，2016;郑旭媛和徐志刚，2017;张琪等，2021）。很少有文献关注机械对非劳动要素替代以及其作为新技术载体所产生的影响。考虑化肥减量施用的政策倡导和现实需要，一些学者开始从不同角度考察机械对化肥施用的影响。胡浩和杨泳冰（2015）从价格角度分析表明机械对化肥有替代作用，即机械价格提高，农户会减少机械投入，增施化肥来保证产量，而吴丽丽等（2016）认为两者并不存在替代关系。张露和罗必良（2020）、谢琳等（2020）考察了机械服务外包对化肥减量的影响，发现服务外包会降低化肥施用强度。然而，Zhang等（2015）认为服务外包对施肥强度没有显著影响，甚至可能加重过度施肥程度。可见目前学界就机械化对施肥的影响仍未达成一致结论。

学界对农业机械化与全要素生产率的关系进行了大量研究。朱满德等（2015）利用省级数据，以亩均耕地农机动力代理农业机械化水平，研究表明农业机械化对全要素生产率影响不显著，而薛超等（2020）得出不同结论，认为农业机械化会显著提高全要素生产率;考虑外部约束的存在，史雪阳和周宏（2021）基于2000～2017年省级数据，从地形约束视角分析了机械化对全要素生产率的影响，发现农业机械化对全要素生产率没有显著作用，但当地形门槛值达到一定阈值后，对全要素生产率产生负向影响。

上述文献为本文提供了有益参考，但仍存在以下问题。一是，关于农业机械化与要素投入的关系，学界主要集中于探讨机械化与劳动的替代及演变，缺乏对机械化与非劳动要素替代关系的系统研究，机械化与化肥施用关系的少数研究也未形成一致结论;二是，多数采用宏观层面数据忽略了土地这一重要农业生产投入的质量。现有研究大多采用省级层面的数据，少数采用农户层面数据，都忽略了不同地块之间的差异，而地块禀赋会影响机械作业质量，如果不加以控制，将影响对机械化效果的准确评估;三是，未考虑机械作业环节异质性。以往研究通常使用耕种收综合机械化水平作为机械化程度的代理变量，未明确区分不同环节的机械投入差异。例如，当利用整体机械化水平衡量机械化对化肥投入的影响时，如果施肥环节并没有采用机械，此时结果是有偏的或是虚假因果关系。

由于粮食生产各环节的农艺复杂性、要素投入、机械替代难度等方面的差异，农业机械化的替代效应和技术效应在各个环节的作用效果不尽相同。就替代效应而言，机械替代劳动，既能节约人工成本和降低劳动强度，也能提高作业效率和缓解农时约束，这是农业机械化的最初目的也是重要目的，不过，由于机械作业标准化程度和作业质量高，还可能对种子、化肥等要素投入数量产生替代效应，达成减量目的。具体地，机械对劳动的替代发生在粮食生产的各个环节，特别是劳动投入密集的播种、插秧环节，劳动强度大的耕地和收获环节，机械化会明显减少人工投入数量，而机械对其他非劳动要素的替代可能主要表现在种子和化肥上。在播种和插秧环节，有研究发现在地形和地块大小不受严重限制条件下，机械作业能更好保障种苗行距配置标准化、种苗深度一致，使得种苗返青快，分孽率多，成活率高，能节省种苗投入量（许洪海，2020）。然而机械播种和插秧对种苗要求较高，导致种苗价格偏高。因此，机械化播种和插秧虽然可能减少种苗投入数量，但往往可能会增加种苗投入费用（黄金苓，2015;吴劲松等，2012）。在施肥环节，机械施肥能实行定量化与标准化控制，保证施用量的均匀和精准性并避免施用损耗（张露和罗必良，2020），同时机械施肥有助于采用侧深施肥等节肥方式，通过减少化肥流失和提升化肥利用效率，达到减少化肥施用量的目的。

就技术效应而言，理论上机械化可通过推动技术进步和提升技术效率两条路径提升全要素生产率（TFP），促进粮食高质量生产。技术进步是指生产生产函数边界随着技术水平提高向外移动，其经济学意义是可以更少投入获得相同产出，或以同样投入组合获得更多产出;技术效率提升则是指在特定生产面上，生产点向既定最优生产技术前沿面靠近，其本质是在既定技术水平下，通过优化要素配置和提升管理效率提升生产效率和全要素生产率。有研究表明，机械化整体上确实有助于提升全要素生产率（张丽和李容，2021）。而且，随着小农户被卷入分工，专业化机械服务也有利于农户生产技术进步（梁志会等，2020）。但是，受各环节农艺和机械作用发挥条件限制，机械技术效应在不同环节会存在显著异质性。在耕地环节，机械作业和人工作业各有优劣势，对全要素生产率的影响存在不确定性。一方面机械耕整地标准化程度高，特别是深松等机械作业被普遍认为有助于增产和提升全要素生产率（李宏等，2021），但另一方面频繁翻耕地对耕地质量和粮食生产影响也一直存在较大争议，少耕免耕等保护性耕作技术得到推广即是一个证明。另外，机械耕整地也不如工人作业灵活，要求地块规整，地势平整，否则作业到位率和质量都会打折扣。在播种和插秧环节，一方面，机械的高效、及时作业有助于争取农时、延长作物生长期，促进增产，但另一方面，机械播种和插秧作业质量也易受地块地形条件影响，技术本身的作用也还存在争议（梁素明，2013），因此，播种环节机械化对全要素生产率的影响也存在较大不确定性，会因内外部条件而异。在施肥环节，机械施肥标准化能保证作业质量和均匀施肥，还有助于采用侧、深施肥方式，提高肥料利用率，机械施肥对提升全要素生产率的作用较为明确。在收获环节，机械技术作用于作物产后，理论上对全要素生产率不会有影响。

综上所述，粮食生产机械化在耕整地、播种、施肥和收获等各环节替代劳动和减少人工投入的影响不存争议，对化肥施用也应当有减量效应，对种子用量虽有减量效应但种子费用可能不降反升。理论上机械化对粮食生产全要素生产率提升會有潜在正面影响，不过，收获这类机械简单替代劳动环节的机械化对TFP应当不会有明显影响;施肥这类对单产影响较大环节的机械化理论上对TFP应当有显著影响;而播种和插秧环节机械化的影响理论上尚存争议，加上机械作业效果受耕地地形、种子质量和气候等因素影响较大，对TFP的影响会存在更大不确定性。

基于上述分析，本文提出以下研究假说：

假说1：综合机械化水平提高能促进劳动投入减少和全要素生产率提升;

假说2：机械施肥能促进化肥减量和全要素生产率提升;

假说3：机械播种会增加种子投入费用。

三、模型与数据

（一）计量经济模型设定

1.机械化对劳动、种子、化肥投入影响模型

本部分采用多元回归模型检验机械化对劳动、种子及化肥投入的影响，具体模型如下：

L=l0+ρiM+ρjX+ε1（1）

S=ρ0+ρiSm+ρjX+ε2（2）

F=γ0+γiFm+γjX+ε3（3）

（1）式中，被解释变量L表示亩均劳动投入，在农业生产各环节，机械均发挥对劳动的替代作用，因此关键解释变量M采用综合机械化水平。控制变量X包括户主特征、家庭特征、地块特征、村庄特征，ε1是随机扰动项，代表不可观测因素。具体指标定义见表2。（2）式中，被解释变量S表示亩均种子/秧苗费用，关键解释变量Sm采用以下两种测度方式，分别为是否机械播种、亩均机械播种费用。（3）式中，被解释变量F表示亩均化肥折纯量，关键解释变量Fm采用以下两种测度方式，分别为是否机械施肥、机械施肥次数占比。式中的控制变量X与（1）式一致，ε2、ε3是随机扰动项。

2.全要素生产率测算模型

本文采用取对数的超越对数函数来估计农业生产函数并测算全要素生产率：

LnY=β0+β1LnL+β2LnF+β3LnM+β4LnOther+β5LnL*LnF+β6LnL*LnM+β7LnL*LnOther+β8LnF*LnM+β9LnF*LnOther+β10LnM*LnOther+β11（LnL2+β12（LnF2+β13（LnM2+β14（LnOther）2+βjLand+βkDisaster+ε4（4）

（4）式中，被解释变量LnY代表亩均产量的对数，解释变量包括生产要素投入、地块特征及自然条件。其中生产要素投入包括亩均劳动投入工日的对数（LnL）、亩均化肥折纯量的对数（LnF）、亩均机械费用的对数（LnM）以及其他费用的对数（LnOther，种子、化肥、灌溉等）;地块特征（Land）包括地块坡度、土壤肥力、土壤类型;自然条件（Disaster）用受灾程度指标代表。ε4表示随机扰动项，用来近似测度全要素生产率（TFP），表示为公式（5）：

TFP=ε4（5）

3.机械化对全要素生产率影响模型

本文构建以下计量经济模型来分析分环节机械化对全要素生产率的影响与差异：

TFP=α0+αiMa+αjX+ε5（6）

其中，被解释变量TFP是基于公式（5）计算的全要素生产率，机械化有助于提升全要素生产率，但不同环节机械化的影响存在差异，关键解释变量Ma细分为综合机械化水平和各环节的机械化水平，具体指标测算方式见表1。在农业生产实践中，机械化作业环节主要包括播种、耕地、打药、施肥以及收获，考虑到机械打药比例低，暂不考虑机械打药对全要素生产率的影响。控制变量X与（1）式一致，ε5是随机扰动项。具体指标定义见表2。

（二）数据来源、变量及描述性统计

1.数据来源

本文所用数据来自课题组2018年8月在黑龙江、河南、四川和浙江4省开展的“粮食规模化生产情况”农户调查。为了提高样本代表性和数据可靠性，课题组采用分层随机抽样方式，综合考虑区位分布、经济水平、农业生产等情况选择了4个样本省，然后每个省份随机选择4个样本县，每个样本县随机选择2个乡镇，最后从每个样本乡镇随机选择2个村，随机抽取农户。本文在剔除投入产出缺失样本和异常样本后，最终有效样本为638个农户种植的960个地块数据。

2.变量说明及描述性统计分析

（1）机械化水平

综合机械化水平采用“机械费用占比”测度，此时机械费用占比强调的是相对于人工投入费用而言，计算方式为机械费用占机械费用与人工费用之和的比例。

环节机械化采用两种测度方式，一是各环节是否机械作业，若采用机械作业，则记为1，否则，记为0;二是各环节亩均机械作业费用，由于机械施肥费用数据不可得，因此用机械施肥次数占比替代。生产过程中农户要么使用自有机械，要么购买外包服务。当农户购买外包服务时，亩均机械作业费用直接用服务价格来表示。当使用自有机械时，则需要计算机械折旧费、燃料费、劳动投入等各项成本。受数据限制，本文将本村同一环节机械外包服务价格水平作为衡量使用自有机械的机会成本。

（2）控制变量

综合考虑以往研究，本文引入以下控制变量，户主特征（性别、年龄、受教育年限、农业经验、健康状况、参加农技培训次数、风险偏好）、家庭特征（人均耕地面积、家庭纯收入、劳动力数量、是否有小汽车）、地块特征（土壤肥力、土壤类型、坡度、受灾减产程度、作物类型）及其他特征（离家距离、到乡镇政府的距离、村人均纯收入）。

本研究主要变量及描述性统计结果如表2所示：

（3）不同环节的机械化作业程度

不同环节机械化作业程度如表3所示。总体来看，各个环节机械化水平存在明显差异。耕地和收获环节机械化作业程度明显较高，机械作业的占比分别为82%和86%;而施肥环节机械化作业程度相对较低，机械作业的占比为25%。

四、实证结果分析

（一）粮食生产机械化水平与要素投入

1.粮食生产机械化水平与要素投入的地区差异

表4描述了不同地区机械化作业与劳动力、种子费用和化肥投入情况。从机械作业与劳动力投入来看，结果显示，黑龙江省机械费用占比最高，为81%，其次为浙江省（78%）和河南省（66%），四川省最低（37%）。對应亩均劳动力投入，黑龙江最低，为2工日/亩，浙江省次之（3工日/亩），河南省和四川省最高（4工日/亩）。可以看出，机械作业与劳动力投入表现出较为明显的反向关系。

从机械播种与种子投入来看，黑龙江省亩均机播费用最高，为55元/亩，其次是河南省和浙江省，为23元/亩，四川省亩均机播费用最低为1元/亩，主要是因为四川采用机械播种的农户比例较低，进而拉低了亩均机械播种费用。而四川省的亩均种子费用最高（73元/亩），其次是浙江省（70元/亩）和黑龙江省（62元/亩），河南省最低（52元/亩）。单纯从数据描述上看，机械播种与种子费用关系未表现出明显的负向关系，考虑到其他因素的影响，需通过实证检验来证明其因果关系与显著性。

从机械施肥与化肥投入来看，黑龙江省和河南省机械施肥比例较高，为74%，浙江省和四川省的比例明显低于其他两省。河南省的亩均化肥折纯量最低，为17斤/亩，其次是四川省和黑龙江省，浙江省的亩均化肥折纯量最高，为43斤/亩。除四川外，机械施肥与亩均化肥折纯量整体表现出负向关系，与预期较为一致。

2.机械化水平与要素投入关系描述

图2-图5展示了在控制省份差异的基础上，机械化作业与劳动力、种子和化肥要素投入的散点图。其中，图2显示了机械费用占比与亩均劳动力明显负向关系，即机械费用占比越高，亩均劳动力投入越低;图3和图4分别为是否机械播种和亩均机播费用与亩均种子费用的关系，反映了机械作业与种子费用的正向关系，即机械作业会增加种子费用;图5显示了机械施肥次数占比与亩均化肥折纯量的负向关系，初步揭示了机械作业的化肥减量效应。

（二）机械化的要素减量效应

1.综合机械化水平对劳动投入的实证检验

表5报告了综合机械化水平对生产全程亩均劳动投入影响的估计结果。整体上看，机械费用占比对亩均劳动投入具有负向影响，且在1%水平上显著，即机械化发挥着对劳动的减量效应，与现有研究结论一致。

2.机械播种对种子投入费用的实证检验

表6报告了机械播种对亩均种子费用影响的估计结果。结果表明，机械播种对亩均种子投入费用具有显著的正向影响。可能的原因是，机械播种受地形等条件约束较强，作业精细程度会受到影响，正所谓“秧好一半禾，苗好七分收”，为保障产量，机械作业可能会对种子质量和价格有更高的要求，同时也可能会因机械作业与种苗提供存在捆绑销售，进而表现出机械播种会提高种子投入费用。目前农户采用机械播种主要功能仍是对劳动的替代，技术本身易受外部环境约束，为保证种子发芽率而对种子质量有更高要求，进而导致种子投入费用的增加。农业机械技术创新应注重因地制宜，研发更具韧性的新型播种农机以提升作业效率，重点推进适宜丘陵山区的机械化发展。

3.机械施肥对化肥投入的实证检验

表7报告了机械施肥对亩均化肥折纯量影响的估计结果，因样本中5个地块无施肥行为，所以此处样本量为955个。结果表明，机械施肥对亩均化肥折纯量具有显著的负向影响，表明机械施肥会提高化肥施用效率，进而减少化肥施用。劳动力成本的快速上涨致使农业生产面临劳动力数量和质量的约束，选择多量少次的施肥方式和增施化肥成为农户的理性选择。但随着机械化的快速发展和利用，不仅可以避免人工施肥的不均匀和不规范问题，还能够有效提升施肥效率，达到节肥增效的目的。

（三）机械化对全要素生产率的实证检验

表8报告了超越对数函数形式的生产函数估计结果。回归结果显示，地块面积、亩均机械费用、亩均化肥折纯量及亩均其他要素投入均对产量具有正向影响，而亩均劳动投入未表现出显著作用。亩均机械费用平方项正向显著，说明现阶段机械投入对农作物产量边际递增的特点。进一步，基于表8结果测算出全要素生产率，表9报告了不同环节机械化对全要素生产率的影响，且估计结果具有较强的稳健性。表9回歸结果显示，整体而言，综合机械化水平对全要素生产率具有正向影响，且在10%水平上显著。分环节看，机械耕地（是否机械耕地、亩均机耕费用）对全要素生产率具有负向影响，可能的原因在于机械耕地不如工人作业灵活，要求地块规整，地势平整，否则作业到位率和质量都会打折扣，另外，过于频繁的机械耕整地可能会损害耕地质量而导致减产;机械施肥（是否机械施肥、机械施肥次数占比）对全要素生产率有显著的正向影响。机械施肥的标准化作业以及深施等技术有助于提高作物根系吸收效率和延长肥效时间，从而提高肥料利用率，提升全要素生产率（蔡荣和陈佩，2021）;播种和收获环节，机械作业对全要素生产率不具有显著影响。如前文分析，相对于人工，机械播种易受地形等条件的影响，可能导致其作业精细程度变差，平均而言对全要素生产率没有明显影响。机械收获是机械化程度最高的环节，且收获环节为生产的最末端环节，严格上不算是农业生产过程，可能是对全要素生产率没有明显影响的原因。

五、结论与启示

粮食生产高质量发展关乎国运民生，是实现乡村振兴的重要保障和坚实利器。机械化作为现代农业高效率投入要素逐渐成为粮食高质量生产的重要依托工具和手段。本研究利用课题组于2018年8月在黑龙江、河南、四川和浙江4省的农户粮食生产实地调查数据，从粮食生产分环节视角，基于对机械化要素替代效应和技术效应的分析，检视分环节机械化对粮食生产要素减量和全要素生产率提升的影响。研究发现：（1）粮食生产机械作业不仅能减少劳动投入，而且对其他要素也有减量效应。机械播种会增加种子投入费用，而机械施肥由于作业标准、施肥均匀有助于化肥减量。（2）机械化有助于提升全要素生产率，但不同环节影响不尽相同。机械播种作用条件或技术较复杂，平均而言对全要素生产率无显著影响;机械施肥则明显有助于提升全要素生产率;机械收获一般是简单替代劳动作业，对全要素生产率无影响。

基于以上结果，本文有以下几点启示：一是，在劳动力价格不断攀升，务农机会成本居高不下的现实背景下，机械对劳动的替代作用很大程度上能够缓解农村劳动力数量流失和劳动力质量弱质化对农业生产的影响，同时机械化水平的整体发展对农业全要素生产率具有积极影响，因此要进一步推进和完善农机购置补贴政策，持续地促进机械作业的推广与应用，提高粮食生产能力，保障我国粮食安全;二是，加快推进和完善农机作业补贴政策，拓宽补贴范围，强化补贴监督机制，规范农机作业服务市场和引导农机跨区服务，积极破除农业机械化服务发展障碍，进一步促进小农户的机械使用，为粮食生产高质量发展提供不懈动能。三是，在追求机械化减量效应的同时，还应注重各个环节机械化技术的进步和技术匹配，如播种环节，播种机械会受地形、播种方式等因素影响，进一步加强科研单位与机械制造企业的联合协作与攻关，研发适应性更强的多性能机械，以满足不同条件下的工作能力要求。

参考文献：

[1] 蔡荣、陈佩，2021：《农业机械化有助于化肥投入效率提升吗？——以小麦为例》，《中国农业大学学报》第8期。

[2] 胡浩、杨泳冰，2015：《要素替代视角下农户化肥施用研究——基于全国农村固定观察点农户数据》，《农业技术经济》第3期。

[3] 黄金苓，2015：《精量播种与传统播种对玉米生长发育及收益的影响》，《安徽农业科学》第5期。

[4] 黄祖辉，2021：《以新发展理念引领农业高质量发展》，《中国农垦》第4期。

[5] 李宏、张作刚、薛金爱、李友莲，2021：《不同耕作方式对土壤环境及玉米产量与效益的影响》，《玉米科学》第4期。

[6] 梁素明，2013：《水稻机械化育插秧技术推广应用及前景分析》，《农业与技术》第6期。

[7] 梁志会、张露、刘勇、张俊飚，2020：《农业分工有利于化肥减量施用吗？——基于江汉平原水稻种植户的实证》，《中国人口·资源与环境》第1期。

[8] 吕雍琪、张宗毅、张萌，2021：《农业机械化对中国种植业贡献率研究》，《农业现代化研究》，第4期。

[9] 彭超、张琛，2020：《农业机械化对农户粮食生产效率的影响》，《华南农业大学学报（社会科学版）》第5期。

[10] 史雪阳、周宏，2021：《农业机械化发展水平对种植业全要素生产率的门槛效应》，《农机化研究》第4期。

[11] 王欧、唐轲、郑华懋，2016：《农业机械对劳动力替代强度和粮食产出的影响》，《中国农村经济》第12期。

[12] 吴劲松、潘森林、李英，2012：《水稻机械化与人工育插秧对比效益分析》，《农机质量与监督》第12期。

[13] 吴丽丽、李谷成、周晓时，2016：《中国粮食生产要素之间的替代关系研究——基于劳动力成本上升的背景》，《中南财经政法大学学报》第2期。

[14] 谢琳、廖佳华、李尚蒲，2020：《服务外包有助于化肥减量吗？——来自荟萃分析的证据》，《南方经济》第9期。

[15] 许洪海，2020：《人工插秧与机械插秧的利弊与支出分析》，《种子科技》第13期。

[16] 薛超、史雪阳、周宏，2020：《农业机械化对种植业全要素生产率提升的影响路径研究》，《农业技术经济》第10期。

[17] 张丽、李容，2021：《农机作业服务是否影响粮食全要素生产率——基于农业分工的调节效应》，《农业技术经济》第9期。

[18] 张露、罗必良，2020：《农业减量化：农户经营的规模逻辑及其证据》，《中国农村经济》第2期。

[19] 张琪、朱满德、刘超，2021：《偏向性技术变迁与中国粮食增长路径转型——基于1978—2018年玉米主产省的实证》，《农业现代化研究》第1期。

[20] 郑旭媛、徐志刚，2017：《资源禀赋约束、要素替代与诱致性技术变迁——以中国粮食生产的机械化为例》，《经济学（季刊）》第1期。

[21] 钟钰，2018：《向高质量发展阶段迈进的农业发展导向》，《中州学刊》第5期。

[22] 朱满德、李辛一、程国强，2015：《综合性收入补贴对中国玉米全要素生产率的影响分析——基于省级面板数据的DEA-Tobit两阶段法》，《中国农村经济》第11期。

[23] Zhang， C.， Hu，R.， Shi， G.， et al.， 2015， Overuse or Underuse？ An Observation of Pesticide Use in China，Science of The Total Environment， 538， 1-6.

The Impact of Agricultural Mechanization on HighQuality Grain Production and the Heterogeneity of Links

—Based on the survey data of Heilongjiang， Henan， Zhejiang and Sichuan provinces

Xu Zhigang1，2， Zheng Shan1 and Liu Xinyue1

（1.College of Economics and Management， Nanjing Agricultural University;

2.Jin Shanbao Institute for Agriculture & Rural Development， Nanjing Agricultural University）

Abstract：The high quality development of grain production is related to the national transport and people’s livelihood. Reducing factor input and improving productivity are important elements of the high quality development of grain production in which mechanization plays an important role. Based on the analysis of the substitution effect and technique effect of mechanized factors， this study， from the perspective of sub-steps of grain production， attempts to examine the impact of sub-step mechanization on the reduction of grain production factors and the increase of total factor productivity. The research finds that， firstly， mechanical operations can not only reduce labor input， but also have a reduction effect on other factors. Mechanical sowing increases the cost of seed input， and mechanical fertilization helps to reduce the amount of chemical fertilizer used. And， secondly， mechanization can help the increase of total factor productivity， while the link heterogeneity is obvious. Mechanical seeding technology has large differences and presents complex operating conditions. On average， it has no significant impact on total factor productivity. There is room for the improvement in technology. Mechanical fertilization obviously helps to increase total factor productivity and is worth promoting. Mechanical harvesting is mainly a substitute for labor operations. Total factor productivity also has no obvious impact. This study helps to deepen the understanding of the reduction of factors and the effect of improving the total factor productivity of mechanical operations in different links of grain production， as well as provides some suggestions for further improving the mechanical technology of each link， strengthening the matching between factors， improving the total factor productivity， and accelerating the high quality development of grain production.

Key Words：Agricultural Mechanization; HighQuality Grain Production; Heterogeneity of the Links; Substitution Effect; Technique Effect

責任编辑 邓 悦